Fagstoff

Nøytral atmosfære – vakuum

Publisert: 06.10.2010, Oppdatert: 03.03.2017

Tettleiken i atmosfæren blir mindre med høgda, og over 300 km har vi det vi på jorda ville kalle høgvakuum. Talet på molekyl per volumeining er redusert med ein faktor 1010. Dessutan blir samansetjinga av atmosfæren endra med høgda. Nokre av desse gassane kan ha skadelege verknader på visse material i satellittar.

Friksjon

Atmosfæren er årsak til ein friksjon som er svært viktig for lågbanesatellittar. Krafta har to komponentar. Den eine reduserer farten, og denne krafta er proporsjonal med det effektive arealet for satellitten og tettleiken i atmosfæren. For å berekne det effektive arealet er det naudsynt med ein nøyaktig analyse av satellittkroppen for å sjå korleis kollisjon med molekyla går føre seg. Dette friksjonsleddet blir kalla ”drag term” på engelsk. Som vist på figuren varierer tettleiken sterkt med høgda over jordoverflata. Dessutan varierer han med stad, tid på året, tid på dagen og solaktiviteten. Derfor er det vanskeleg å seie på førehand når ein satellitt vil kome inn i atmosfæren og brenne opp eller falle ned.

Krafta som atmosfæren gir, kan også ha ein komponent normalt på fartsretninga, og denne kan også gi satellitten eit løft, som for eit fly, eller få han til å "stupe" ned mot jordoverflata.

Atomær gass

Tettleiken for molekylær gass minkar raskare enn tettleiken for atomær gass. I ei høgd på nokre hundre kilometer, der satellittar og romferja flyg, er tettleiken for molekylært oksygen, O2, mindre enn ein prosent av tettleiken for oksygen i form av einskilde atom, AO (atomært oksygen). Tettleiken varierer sterkt med solflekkaktiviteten.

Om du klikkar på gasstypane under figuren, ser du korleis tettleiken varierer med høgda i høve til tettleiken i låg høgd.

Når høgda aukar, er det atomær gass som blir dominerande. Legg spesielt merke til at tettleiken for AO (atomært oksygen) minkar langsamt med høgda. Tettleiken for dei ulike gassane er også avhengig av solflekkaktiviteten.

 

You are missing some Flash content that should appear here! Perhaps your browser cannot display it, or maybe it did not initialise correctly. Download player
Atmosfæren
Opphavsmann: Narom
 

Frie oksygenatom fører til korrosjon av visse materialtypar og er eit problem i låge jordbaner. Romferja hadde slike skadar på den delen som kunne kallast baugen, da han ”pløyer” den tynne atmosfæren. Dei valdar også det som blir kalla ”spacecraft glow”, eit ljosfenomen som ein arbeidde lenge med å fastslå opphavet til. Slikt lys kan forstyrre optiske instrument. Det finst også andre gassar på atomær og molekylær form, helium, argon og nitrogen.

Fordamping av materiale

I det interplanetariske rommet går ein ut frå at gasstrykket er 10-18 N/m2, som svarer til ca. 10-16 mm Hg. I det interstellare rommet går ein ut frå at gasstrykket er mindre enn 10-27 N/m2. Det høgvakuumet ein har i rommet, fører til at materiale lett fordampar, og det kan igjen føre til elektriske kortslutningar og endring av overflateeigenskapar som kan føre til degradering av spegel og solcellepanel.